房靈

自然的進化是神奇的。它造就了人類的五官,這可是一部部精密、先進的感知世界的利器。它還使動物們有了各種人所不及的“超感覺”,還讓植物們能夠“看到”、“嗅到”和“感受到”……
人類是萬物之靈,向來擅長于“師法于自然”,從大自然中找尋造“物”靈感。如今,人類已從動物、植物和人體上汲取了大量靈感,運用高科技將“物”賦予“感官”功能。隨著科技的不斷進步,更多的“物”有了嗅覺、味覺、觸覺,地球正在變成一顆“活”的星球。
本期雜志將為讀者朋友們,逐一揭秘人、動物、植物、科技領域,這些令人嘆為觀止的“感官”世界。未來,伴隨著傳感器等新技術的發展,人類將逐步進入了一個智能的“感官”新時代!
大腦,執掌“感官”部落帥印
感官簡單的說就是感覺器官,即身體受到外界刺激而出現相應感覺的器官。人體有多種感覺器官,主要是眼、耳、鼻、舌、皮膚等。眼睛可以感受視覺;耳朵用來感受聽覺;嗅覺的感受器官是鼻子;舌頭(味蕾)對應著味覺;皮膚主要感受觸覺。人體感覺基本上分為視覺、聽覺、嗅覺、觸覺、味覺,后來隨對生物學和人類大腦研究的深入,又增加了平衡感、本體感受、熱覺感受、疼痛感、內部感受等新的感覺。
不同的感覺器官在大腦皮質中分別有著不同的投射區域。第一皮質感覺區,可以感受軀體、四肢、頭面部淺部的痛覺、溫覺和觸覺,此區域感覺的特點是定位明確,分工精細,在皮質的定位呈倒立分布。大腦的第二感覺區則具有粗糙的分析作用,感受軀干四肢的肌、腱、骨膜及關節的深部感覺,稱為本體感覺。
瞅瞅五大感官,如何運轉
人體五官雖是人最熟悉的感覺器官,但卻是仿生學領域遠未攻破的科研高地,人體中這一部部精密的生物傳感器中的奧秘,還有待科學家們未來一一破解。
眼,接收人生活中95%的信息
眼睛體積雖小,卻是人面部五官中,最有特色的感覺器官,被譽為人的“靈魂之窗”。此外,眼晴也是一部極為復雜、精密的生物傳感器。
我們日常生活95%的信息都來自于眼。小小的眼睛擁有令人驚嘆的能力,它幫我們了解豐富多彩的世界—能分辨物體的大小、遠近,表面的光滑、粗糙程度,各種色彩和方位等,它從外界獲取信息上傳至腦,幫人認知大千世界。
現如今,探索腦如何控制眼晴的運動,一直是神經科學的前沿研究領域,我們還遠未到達探秘眼晴的終點站。
耳,讓人產生安全感及參與感
我們都能感受這個美好的世界,當然離不開耳朵,耳朵使人們產生安全感和參與感,是我們正常交流溝通必不可少的渠道。
耳可分為耳郭、外耳道、中耳和內耳幾部分,具有產生聽覺和平衡覺的功能。正常人的耳朵大約可分辨出40萬種不同的聲音,當聲音到達外耳后,通過耳廓的集音作用把聲音傳入外耳道并到達鼓膜。
鼓膜像紙一樣薄,但卻非常強韌,聲波引起鼓膜的振動,通過聽小骨傳到內耳,刺激耳蝸內的纖毛細胞而產生神經沖動。經過一系列生物電變化,毛細胞把聲音信號轉變成生物電信號經過聽神經傳遞到大腦。大腦再把送達的信息經過分析整理,神經沖動就變成我們可以感知的聲音啦。
鼻,可辨識50萬種氣味
花香會使我們愉悅,難聞的氣味也會令人對某種食物遠遠避之。嗅覺同視、聽、味、觸覺一起,構成了5種主要感知外部世界的方式。
正常人類鼻腔內有數以百萬計的嗅覺受體,大致分為400多種,可以分辨出近50萬種不同的氣味,而狗可以分辨近200萬種,不同的動物嗅覺敏感性不同。
我們是如何感知到氣味的呢?鼻腔中的嗅覺受體與氣味分子結合,引發神經沖動,到達大腦皮層精確的區域,從而產生了嗅覺。嗅覺具有適應性,久聞某種氣味,感受氣味的強度會不斷減弱。
舌,感受味覺的特性多
感受味覺的主要是味蕾,其次是自由神經末梢,味蕾的數量會隨年齡的增長而減少,成人有幾千個左右,敏感性也隨年齡降低。
味蕾一般由40~150個味覺細胞構成,一般10~14天更換一次,味覺細胞表面有許多味覺感受分子,與不同物質能結合而呈現不同的味道。在酸、甜、苦、咸四種基本的味覺中,人對咸味的感知最快,對苦味的感知最慢,但就人對味覺的敏感性來講,人對苦味最敏感。人感冒時會沒有胃口,實際上是暫時失去部分感覺食物味道的能力。此外,味覺還受溫度的影響,在20~30℃之間,敏感度最高。
皮膚,人體最大的感官
皮膚是人體最大的感官,其感覺異常豐富,能感受觸覺 、壓覺、疼痛和溫度覺。機械刺激皮膚,未引起皮膚變形產生的是觸覺,引起變形則產生壓覺,兩者性質上類似,可統稱為觸-壓覺。
你知道為何指尖,嘴唇,舌等部位,會比其他部位敏感嗎?因為觸覺感受器在這些部位分布較密集。試想我們失去了溫度覺,突然將手放入開水中,你還會反射性縮回嗎?疼痛感也非常重要的,它不是讓人白疼的,這是機體的一種自我保護機制。身體某個部位疼痛是司空見慣的現象,但有些疼痛一定不能大意,疼痛能讓人時刻保持警醒,了解身體的狀態。
人類的“超能力”感官
生活中常會遇到一些所謂的感官“超能力”,如品酒師們擁有的超級味覺和嗅覺、飛行員擁有的超群視力、盲人擁有的超常聽力等,它們有何科學奧秘呢?
感官的代償與適應功能
《圣經》中說過:上帝給你關上一道門,同時給你打開一扇窗。其實,人的感覺器官如聽覺或視覺,當其中一個存在缺陷時,另一個就會變得更加敏銳。
例如科學家發現,失去視覺的動物其聽覺皮層會向視覺皮層擴展,從而聽覺變得敏銳,證明了大腦皮層的“重組”現象。同時,先天失聰或很小失去聽力的人,相比正常人,他們具有更好的視力。
其實大腦的各個感覺中樞之間是互相影響的,是一種復雜的交叉模式,大腦被劃分為不同的功能區域。然而,越來越多的研究顯示,大腦功能并非一成不變,特殊時候,這些被劃分特定功能的區域可以改變其功能,接管一些原本不由其負責的功能,如盲人的視覺皮層可以處理語言。
“入芝蘭之室,久而不聞其香”,說的就是感官的適應性。五感中的觸覺適應性最快,經過3秒鐘,就會下降1/4左右,如我們幾乎感覺不到身上的衣物。視覺的適應則需要較長時間,從明亮處突然進入暗室,開始會什么也看不見。聽覺的適應不那么明顯,如果長時間處于噪聲中,也可以產生明顯的適應現象。
盲人的“超”聽力
一些科學家認為,相比正常人,盲人能更精確地分辨聲音來源,而部分研究者卻不同意這種看法。盲人擁有超聽力是謠言嗎?
我們知道手腳可以通過鍛煉變靈活,難道聽力也能練出來?有科學證明,有著超人聽力的盲人確實存在,盲人的大腦皮層視覺區域被聽覺區占領,盲人聽覺分辨率高于普通人是“功能代償”的表現。
特別是小時候就失明或先天性的盲人,其大腦可能發生十分微妙的重組。古人言“用則進,不用則退”,所以盲人處理視覺的大腦皮層,因忙于處理聽覺信息,當他們不得不用聽力來彌補視力的不足時,聽力及其控制聽力的大腦相應區域,就會高速運轉,并逐漸加強,從而有了比正常人強的聲音定位能力。
品酒師,聞香能識酒
味覺有四種類型,其感受器是味蕾,分布于舌頭不同部位,敏感程度因人而異,不同動物間的區別則更大,而品酒師聞香能識灑,這其中有何科學奧秘呢?
品酒師是一個充分發揮舌頭和鼻子能動性的職業,為了保護好舌頭和鼻子,他們平時的飲食必須清淡,好的品酒師從不喝酒,品的時候會吐掉,這是其職業“規矩”。一名出色的品酒師背后的努力是非常辛苦的,他們要將上千種甚至是上萬種葡萄酒的色、香、味的特點存儲于大腦,一旦相同的嗅覺或味覺再次出現,就需準確地與大腦中的信息對上。可見,品酒師的“特異功能”竟是練出來的。
真的存在“第六感”嗎
生活中,很多人對“直覺”或“第六感”的存在深信不疑。那么,除了視覺、聽覺、嗅覺、味覺和觸覺等基本的感覺外,是否真的存在所謂的“第六感 ”呢?
有科學家說“第六感”是心覺,即意識的感覺或存在的感覺:人通過前五覺的刺激,反應給大腦某個未知細胞或器官后,所傳達出的心理感覺。英國心理學家舍夫茨別利認為“第六感”是存在于人類內心中的審美感覺,一種辨別真偽、美丑、善惡的能力。有些人覺得第六感是每個普通人都與生俱來的的一項功能,有人又覺得它是無稽之談。關于“第六感”是否存在一直是人類爭論的話題之一,它甚至有點像外星人一樣,我們沒有直接的證據表明它存在或不存在,一切都有待于未來的科學發展,來給它一個準確的身份認證。
人體的感官是一個奇妙的世界,還有大量的未解之謎有待未來的科學去揭秘。人類目前對自身感官的了解,還遠未到達能全面揭示其奧秘的終點站!
(責任編輯/李銀慧)